CN111223708B - 接地开关及其弹簧操动机构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及接地开关及其弹簧操动机构。弹簧操动机构包括转动主轴,转动主轴上具有用于带动动触头分合闸动作的传动拐臂,所述弹簧操动机构还包括两个同步动作的驱动单元,驱动单元包括驱动电机以及与驱动电机传动连接的储能拐臂,储能拐臂连接有储能弹簧,在储能拐臂被驱动电机带动转动时使储能弹簧发生弹性形变从而实现储能,在储能弹簧释放能量而带动储能拐臂转动时,储能拐臂带动转动主轴转动进而实现分合闸动作。两个驱动单元同步动作,当其中一个驱动单元发生故障时,另外一个驱动单元仍然可以继续保持正常运转维持储能弹簧的储能及释放能量过程,从而大幅降低了机构拒动现象,保证分合闸动作正常进行。
Description
技术领域
本发明涉及接地开关及其弹簧操动机构。
背景技术
早期在一些开关产品中,操作开关开合的操动机构主要是气压操动机构或液压操动机构。由于气压操动机构和液压操动机构结构复杂,且需要空压机等辅助设备,逐渐被新型的弹簧操动机构所取代。弹簧操动机构一般通过电机转动带动齿轮传动系统进行压缩弹簧储能。现有的弹簧操动机构大多采用单电机驱动齿轮传动系统,一旦电机出现故障或者齿轮传动系统出现损坏或卡滞,操动机构将出现拒动现象,导致分合闸动作无法正常完成。
发明内容
本发明的目的在于提供一种弹簧操动机构,以解决现有的弹簧操动机构容易出现拒动现象的问题;同时,本发明还提供了一种使用这该弹簧操动机构的接地开关,以解决现有接地开关因弹簧操动机构容易出现拒动现象而导致分合闸动作无法正常完成的问题。
为实现上述目的,本发明的弹簧操动机构采用如下方案:
弹簧操动机构包括转动主轴,转动主轴上具有用于带动动触头分合闸动作的传动拐臂,所述弹簧操动机构还包括两个同步动作的驱动单元,驱动单元包括驱动电机以及与驱动电机传动连接的储能拐臂,储能拐臂连接有储能弹簧,在储能拐臂被驱动电机带动转动时使储能弹簧发生弹性形变从而实现储能,在储能弹簧释放能量而带动储能拐臂转动时,储能拐臂带动转动主轴转动进而实现分合闸动作。
正常工作时,两个驱动单元同步动作,储能拐臂在驱动电机带动下转动使储能弹簧发生形变进行储能,储能弹簧释放能量时带动储能拐臂进而带动转动主轴转动,转动主轴通过传动拐臂带动动触头进行分合闸动作,当其中一个驱动单元发生故障时,另外一个驱动单元仍然可以继续保持正常运转维持储能弹簧的储能及释放能量过程,从而大幅降低了机构拒动现象,保证分合闸动作正常进行。
进一步地,使两个驱动单元传动连接同一个储能拐臂。这样设置的好处是能够节省一个储能拐臂,使操动机构的结构更加简单、紧凑。
更进一步地,将储能拐臂转动装配在转动主轴上。储能拐臂的转轴与转动主轴共轴,不必另外给储能拐臂设置转轴,结构更加紧凑。
更进一步地,在转动主轴上转动套装有被驱动电机带动的传动齿轮,传动齿轮与储能拐臂之间的传动路径上设有双向离合器,在储能弹簧释放储能时储能拐臂快于传动齿轮转动。
更进一步地,在转动主轴上设有双向拨板,双向拨板通过拨销带动储能拐臂转动,双向离合器设置于传动齿轮与双向拨板之间。当传动齿轮转动时能够带动双向拨板转动,而在拨板受到扭矩时不能带动传动齿轮旋转。
当储能拐臂转动装配在转动主轴上时,转动主轴伸出储能拐臂的一侧止转装配有从动拨板,储能拐臂通过其上偏心设置、且轴向延伸的从动销轴推动从动拨板转动。
所述弹簧操动机构还包括在背向从动拨板的一侧与从动拨板配合的分、合闸缓冲器。在分、合闸结束时,缓冲器可以吸收储能弹簧的剩余能量,避免机构受到巨大冲击而损坏开关零部件或套管。
在上述任意一种技术方案的基础上,转动主轴连有控制开关且在其转动过程中能够触发所述控制开关,控制开关与驱动电机控制连接且在转动主轴分合闸转动过程中触发所述控制开关后控制电机停转。
在上述任意一种方案的基础上,所述驱动电机为双向电机。分闸动作与合闸动作过程中,储能拐臂的转动方向相反,将驱动电机设为双向电机,这样不需要另设路径切换机构,直接通过改变电机转向即可控制储能拐臂的转动方向,使弹簧操动机构的整体结构更加简单。
本发明的接地开关采用如下方案:
接地开关包括动、静触头以及控制动触头分合闸动作的弹簧操动机构,弹簧操动机构包括转动主轴,转动主轴上具有用于带动动触头分合闸动作的传动拐臂,所述弹簧操动机构还包括两个同步动作的驱动单元,驱动单元包括驱动电机以及与驱动电机传动连接的储能拐臂,储能拐臂连接有储能弹簧,在储能拐臂被驱动电机带动转动时使储能弹簧发生弹性形变从而实现储能,在储能弹簧释放能量而带动储能拐臂转动时,储能拐臂带动转动主轴转动进而实现分合闸动作。
正常工作时,两个驱动单元同步动作,储能拐臂在驱动电机带动下转动使储能弹簧发生形变进行储能,储能弹簧释放能量时带动储能拐臂进而带动转动主轴转动,转动主轴通过传动拐臂带动动触头进行分合闸动作,当其中一个驱动单元发生故障时,另外一个驱动单元仍然可以继续保持正常运转维持储能弹簧的储能及释放能量过程,从而大幅降低了机构拒动现象,保证分合闸动作正常进行。
进一步地,使两个驱动单元传动连接同一个储能拐臂。这样设置的好处是能够节省一个储能拐臂,使操动机构的结构更加简单、紧凑。
更进一步地,将储能拐臂转动装配在转动主轴上。储能拐臂的转轴与转动主轴共轴,不必另外给储能拐臂设置转轴,结构更加紧凑。
更进一步地,在转动主轴上转动套装有被驱动电机带动的传动齿轮,传动齿轮与储能拐臂之间的传动路径上设有双向离合器,在储能弹簧释放储能时储能拐臂快于传动齿轮转动。
更进一步地,在转动主轴上设有双向拨板,双向拨板通过拨销带动储能拐臂转动,双向离合器设置于传动齿轮与双向拨板之间。当传动齿轮转动时能够带动双向拨板转动,而在拨板受到扭矩时不能带动传动齿轮旋转。
当储能拐臂转动装配在转动主轴上时,转动主轴伸出储能拐臂的一侧止转装配有从动拨板,储能拐臂通过其上偏心设置、且轴向延伸的从动销轴推动从动拨板转动。
所述弹簧操动机构还包括在背向从动拨板的一侧与从动拨板配合的分、合闸缓冲器。在分闸或合闸结束时,缓冲器可以吸收储能弹簧的剩余能量,避免机构受到巨大冲击而损坏开关零部件或套管。
在上述任意一种技术方案的基础上,转动主轴连有控制开关且在其转动过程中能够触发所述控制开关,控制开关与驱动电机控制连接且在转动主轴分合闸转动过程中触发所述控制开关后控制电机停转。
在上述任意一种方案的基础上,所述驱动电机为双向电机。分闸动作与合闸动作过程中,储能拐臂的转动方向相反,将驱动电机设为双向电机,这样不需要另设路径切换机构,直接通过改变电机转向即可控制储能拐臂的转动方向,使弹簧操动机构的整体结构更加简单。
附图说明
图1为本发明的接地开关的具体实施例的传动结构示意图;
图2为本发明的接地开关的具体实施例另一视角的传动结构示意图;
图3为弹簧操动机构的结构示意图;
图4为储能弹簧与储能拐臂传动连接的结构示意图;
图1和图2中的箭头为接地开关由分闸状态向合闸状态切换时各部分结构的运动方向;
图中:1-动触头;2-绝缘拉杆;3-连板;4-传动拐臂;5-转动主轴;6-锥齿轮组;7-驱动电机;8-小齿轮;9-双向离合器;10-传动齿轮;11-双向拨板;12-储能拐臂;13-弹簧上杆;14-弹簧下杆;15-固定销轴;16-储能弹簧;17-螺母;18-从动销轴;19-从动拨板;20-合闸缓冲器;21-分闸缓冲器。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。
本发明的接地开关的具体实施例,如图1至图4所示,包括动触头1、静触头(图中未显示)以及控制动触头1分合闸动作的弹簧操动机构。弹簧操动机构包括转动主轴5,转动主轴5上具有用于带动动触头1分合闸动作的传动拐臂4,传动拐臂4上铰接有连板3,连板3远离传动拐臂4的一端铰接有绝缘拉杆2,动触头1固定在绝缘拉杆2上。弹簧操动机构包括两个同步动作的驱动单元。驱动单元包括驱动电机7以及与驱动电机7传动连接的储能拐臂12,两驱动电机7传动连接同一个储能拐臂12。储能拐臂12转动装配在转动主轴5上。驱动电机7的输出端传动连接有传动齿轮10,传动齿轮10转动套装在转动主轴5上。具体地,在驱动电机7的输出端连接有锥齿轮组6,锥齿轮组6沿传动方向的最后一个锥齿轮通过连杆固定连接有小齿轮8,小齿轮8与传动齿轮10啮合。转动主轴5上还设有双向拨板11,双向拨板11通过拨销带动储能拐臂12转动。传动齿轮10与双向拨板11之间设有双向离合器9,当传动齿轮10转动时可以带动双向拨板11转动,而当双向拨板11受到扭矩时不能带动传动齿轮10旋转。储能拐臂12上偏心设有从动销轴18,从动销轴18的轴线与转动主轴5轴线平行。转动主轴5伸出储能拐臂12的一侧止转装配有从动拨板19,通过从动销轴18推动从动拨板19转动。转动主轴5连有控制开关且在其转动过程中能够触发控制开关。控制开关与驱动电机7控制连接,当控制开关被触发时能够控制驱动电机7停转。驱动电机7为双向电机。在背向从动拨板19的一侧设有与从动拨板19配合的合闸缓冲器20和分闸缓冲器21。
如图4所示,从动销轴18上转动套装有弹簧上杆13,弹簧上杆13滑动套装在弹簧下杆14的筒体内,弹簧上杆13与弹簧下杆14同轴设置,弹簧下杆14上穿装有固定销轴15。弹簧下杆14外部套装有储能弹簧16,储能弹簧16的一端通过弹簧下杆14支撑限位,另一端通过螺母17进行限位。弹簧上杆13上设有外螺纹段,螺母17旋装在外螺纹段上。通过调节螺母17在弹簧上杆13上的位置可以调节储能弹簧16的预设压力。
当收到合闸指令时,如图1、图2所示,两个驱动电机7同步带动两个传动齿轮10按照图中箭头所示方向转动,在双向离合器9的作用下,两个双向拨板11同步转动并通过拨销推动从动销轴18带动储能拐臂12转动,弹簧上杆13受力而挤压储能弹簧16进行储能;当连杆机构到达死点位置时,储能结束;经过死点瞬间,储能瞬间释放,弹簧上杆13瞬间受到背向弹簧下杆14方向的作用力,该作用力作用到从动销轴18上使从动销轴18得到一个瞬间加速度,从动销轴18带动储能拐臂12快于传动齿轮10转动,从动销轴18急速撞击从动拨板19,从动拨板19受力带动转动主轴5一起发生转动;转动主轴5带动传动拐臂4按照图中箭头所示方向转动,传动拐臂4通过连板3推动动触头1作直线运动,直到从动拨板19撞击合闸缓冲器20,合闸动作完成。
分闸操作时,驱动电机7反向转动,各部分结构的动作过程与合闸操作时的动作过程相同,转动方向相反,最后从动拨板19撞击分闸缓冲器21,分闸动作完成。
本发明的接地开关在正常工作时,两个驱动单元同步动作,储能拐臂在驱动电机带动下转动使储能弹簧发生形变进行储能,储能弹簧释放能量时带动储能拐臂进而带动转动主轴转动,转动主轴通过传动拐臂带动动触头分、合闸动作,当其中一个驱动单元发生故障时,另外一个驱动单元仍然可以继续保持正常运转维持储能弹簧的储能及释放能量过程,从而大幅降低了机构拒动现象,保证分合闸动作正常进行。
上述实施例中,两个驱动单元传动连接同一个储能拐臂,储能拐臂上偏心设有轴向延伸的从动销轴,通过从动销轴推动从动拨板转动。在其他实施例中,两个驱动单元还可以分别传动连接一个储能拐臂,在两个储能拐臂上偏心穿装同一根轴向延伸的从动销轴,通过从动销轴推动从动拨板转动。
上述实施例中,储能拐臂转动装配在转动主轴上,储能拐臂转轴与转动主轴共轴,结构更加紧凑。在其他实施例中,储能拐臂的转轴还可以与转动主轴平行但不共轴。
上述实施例中,驱动电机为双向电机。在其他实施例中,驱动电机可以采用单向电机,由于分、合闸时储能拐臂的转动方向相反,因此,可以在单向电机与储能拐臂之间的传动路径上设置传动路径切换机构,执行分、合闸指令时切换到不同的传动路径。
本发明还提供了一种弹簧操动机构的具体实施例,其结构与上述接地开关中弹簧操动机构的结构相同,此处不再赘述。
Claims (7)
1.弹簧操动机构,其特征是,包括转动主轴,转动主轴上具有用于带动动触头分合闸动作的传动拐臂,所述弹簧操动机构还包括两个同步动作的驱动单元,驱动单元包括驱动电机以及与驱动电机传动连接的储能拐臂,储能拐臂连接有储能弹簧,在储能拐臂被驱动电机带动转动时使储能弹簧发生弹性形变从而实现储能,在储能弹簧释放能量而带动储能拐臂转动时,储能拐臂带动转动主轴转动进而实现分合闸动作;
两个驱动单元传动连接同一个储能拐臂;
所述储能拐臂转动装配在转动主轴上;
所述转动主轴上转动套装有被驱动电机带动的传动齿轮,传动齿轮与储能拐臂之间的传动路径上设有双向离合器,在储能弹簧释放储能时储能拐臂快于传动齿轮转动。
2.根据权利要求1所述的弹簧操动机构,其特征是,转动主轴上设有双向拨板,双向拨板通过拨销带动储能拐臂转动,双向离合器设置于传动齿轮与双向拨板之间。
3.根据权利要求1或2所述的弹簧操动机构,其特征是,转动主轴伸出储能拐臂的一侧止转装配有从动拨板,储能拐臂通过其上偏心设置、且轴向延伸的从动销轴推动从动拨板转动。
4.根据权利要求3所述的弹簧操动机构,其特征是,所述弹簧操动机构还包括在背向从动拨板的一侧与从动拨板配合的分、合闸缓冲器。
5.根据权利要求1或2所述的弹簧操动机构,其特征是,转动主轴连有控制开关且在其转动过程中能够触发所述控制开关,控制开关与驱动电机控制连接且在转动主轴分合闸转动过程中触发所述控制开关后控制电机停转。
6.根据权利要求1或2所述的弹簧操动机构,其特征是,所述驱动电机为双向电机。
7.接地开关,包括动、静触头以及控制动触头分合闸动作的弹簧操动机构,其特征是,所述弹簧操动机构为如权利要求1-6任意一项所述的弹簧操动机构。
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
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